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Calculadora de Energia Potencial

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Como calcular a energia potencialA fórmula da energia potencialPerguntas frequentes

A calculadora de energia potencial da Omni permite que você calcule a energia armazenada quando um objeto é elevado. O nome completo desse efeito é energia potencial gravitacional, pois está relacionado à energia armazenada por um objeto como resultado de sua posição vertical ou da sua altura.

Prefere assistir um vídeo ao invés de ler? Confira nossa vídeo aula sobre energia potencial gravitacional aqui:

Continue lendo este artigo para descobrir:

  • Como calcular a energia potencial; e
  • Qual é a fórmula da energia potencial gravitacional.

Como calcular a energia potencial

A maneira mais fácil de calcular a energia potencial gravitacional é usando a calculadora de energia potencial da Omni. Essa ferramenta estima a energia potencial com base em três grandezas, sendo estas:

  1. A massa do objeto;
  2. A aceleração gravitacional, que na Terra equivale a 9, ⁣81 m/s29,\!81 \ \mathrm{m/s^2} ou 1 g1 \ \mathrm g. A nossa calculadora da aceleração da gravidade 🇺🇸 explica porque ela tem esse valor; e
  3. A altura do objeto.

Em seguida, a calculadora fornecerá o resultado em joules, que você pode converter para outras unidades usando, por exemplo, a nossa calculadora de conversão de energia 🇺🇸. Como em todas as nossas calculadoras, essa calculadora de energia potencial não precisa ser usada exclusivamente para determinar esta grandeza. Basta você inserir quaisquer três das quatro variáveis para encontrar a incógnita com facilidade.

Se você quiser calcular a energia de um objeto que está em movimento, a calculadora de energia cinética da Omni é altamente recomendada.

A fórmula da energia potencial

Vamos dar uma olhada no funcionamento da calculadora de energia potencial. Para ajudar você a imaginar, nosso exemplo será uma enorme bola de demolição em um guindaste. A energia potencial gravitacional dessa bola depende de dois fatores: a massa da bola e a altura que ela é elevada. A relação entre a energia potencial gravitacional, a massa e a altura de um objeto é descrita pela seguinte equação:

Epgrav=mhg\mathrm{Ep_{grav}} = m \cdot h \cdot g

onde:

  • Epgrav\mathrm{Ep_{grav}} – É a energia potencial gravitacional de um objeto;
  • mm – É a massa do objeto em questão;
  • hh – É a altura do objeto; e
  • gg – É a aceleração do campo gravitacional atuando sobre o objeto (1 g ou 9,81 m/s² na superfície da Terra).

A fórmula é relativamente simples. Um objeto que não esteja elevado acima do solo terá altura zero e, portanto, energia potencial zero. Quando você dobrar a massa ou a altura de um objeto, sua energia potencial também dobrará.

A análise da energia potencial é útil em determinados problemas de física. Discutimos esses problemas nas ferramentas abaixo:

  1. Na calculadora de plano inclinado 🇺🇸, um objeto que desliza pela rampa perde sua energia potencial que se converte em energia cinética e em calor devido ao atrito.
  2. Na calculadora de queda livre, um objeto que está caindo sujeito à força gravitacional, ganha velocidade e, portanto, energia cinética.
Perguntas frequentes

O que é energia potencial?

A energia potencial mede a quantidade de energia armazenada em um sistema. Há vários tipos de energia potencial: gravitacional, elástica, química, entre outras. A energia potencial pode ser convertida em outros tipos de energia, "liberando" assim a energia acumulada. No caso da energia potencial gravitacional, um objeto elevado parado tem um potencial específico, pois, quando eventualmente cair, ele ganhará velocidade devido à conversão da energia potencial em energia cinética.

Como calcular a energia potencial gravitacional?

Para calcular a energia potencial gravitacional, siga estas etapas simples:

  1. Encontre o valor da aceleração gravitacional no ponto de referência. Na superfície da Terra, você pode usar g = 9,81 m/s².
  2. Multiplique a massa do objeto m e a altura acima do nível de referência h pela aceleração g para encontrar a energia potencial:
    E = m ⋅ g ⋅ h.
  3. O resultado será dado em joules se você usou unidades do SI.

Qual é a energia potencial de uma maçã pendurada em uma árvore?

Para uma maçã com massa m = 0,1 kg pendurada a uma altura h = 2,5 m, a energia potencial gravitacional é E = 2,4525 J, ou aproximadamente metade de uma caloria. Para encontrar esse resultado, multiplique m por h e por g, com g = 9,81 m/s²:

E = 0,1 kg ⋅ 2,5 m ⋅ 9,81 m/s² = 2,4525 J.

A energia potencial é igual à energia cinética?

Não exatamente. A energia cinética e a energia potencial são ambas formas de energia, mas não são o mesmo tipo de energia.

  • A energia potencial é uma quantidade estática que descreve, por exemplo, a energia armazenada por um objeto em uma determinada altura.
  • A energia cinética está associada ao movimento e descreve a energia de um objeto como uma função de sua velocidade.

A energia cinética pode se transformar em energia potencial gravitacional e vice-versa a partir do movimento dos objetos na direção vertical.

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